Francuska aktorka pochodzenia duńskiego. Urodziła się w Kopenhadze. Zanim skończyła rok, jej ojciec porzucił ją i jej matkę. Dzieciństwo spędziła w domu dziadków, a także w domach dziecka, w końcu w wieku 8 lat pozostając przy matce. Swoje dziecięce przeżycia opisała jako „ogromną potrzebą bycia kochaną”.

W poszukiwaniu swego miejsca na ziemi uciekała z domu. W wieku 14 lat zagrała w filmie krótkometrażowym, który nagrodzono w Cannes. Wcześniej uczyła się w szkole artystycznej. Sprzedaż malowanych przez nią obrazów pozwalała jej związać koniec z końcem. Występowała też w kabaretach, gdzie śpiewała.

Do Paryża przybyła w wieku 17 lat, w 1958 roku. Poznała tam śmietankę świata mody: Pierre’a Cardina i Coco Chanel. Chanel przekonała ją do zmiany nazwiska na pseudonim artystyczny „Anna Karina”. Szybko zwróciła uwagę wówczas jeszcze krytyka filmowego, Jean-Luca Godarda. W 1959 roku wystąpiła w reklamówce mydła. Ale Godard nie mógł o niej zapomnieć. W jednej z reklamówek żelu pod prysznic „Palmolive” Anna kąpie się w bąbelkach płynu. Zafascynowany nią Godard zaproponował jej znaczącą rolę w „Do utraty tchu”, swoim klasycznym dziś debiucie. Anna odmówiła jednak ze względu na rozbieraną scenę. Godard zdziwił się - przecież naga stała pod prysznicem w reklamie. Odpowiedziała mu, że to jego wyobraźnia widziała ją nagą, czego nie było w rzeczywistości.

Następną ofertę Godarda, tym razem w „Żołnierzyku” (1963). Podczas zdjęć do „Kobieta jest kobietą”, 3 marca 1961 roku, pobrali się. Ich małżeństwo skończyło się rozwodem w 1967 roku. Za rolę Angeli w tym ostatnim uhonorowano ją nagrodą w Berlinie. Aktorka starała się nie ograniczać do ról u męża. Była m.in. aktorką Viscontiego, Cukora, czy Tony Richardsona.

Ostatnio Anna Karina zajmuje się karierą wokalną. Z powodzeniem koncertuje w różnych ciekawych miejscach. Ciekawostką jest fakt, że jej obecnym mężem od wielu lat jest były mąż Jean Seberg - muzy Godarda z jego debiutanckiego filmu.